Контрольная работа: Конструкции городских зданий и сооружений
Стержни фермы
рассчитываются, как центрально сжатые на устойчивость или как центрально
растянутые на прочность.
Расчетная
длина сжатого стержня в плоскости фермы и из плоскости:
где мx(y) – коэффициент расчетной
длины при потере устойчивости в плоскости (x-x) и из плоскости (y-y) фермы табл. 11/1/; l0x(0y) – геометрическая длина
стержня (расстояние между точками закрепления от смещения в плоскости x-x (y-y)).
Точками
закрепления узлов фермы от поперечного смещения могут являться связи, плиты
покрытия, прогоны и т.п. Расчетная длина стержней заносится в таблицу 3.
В таблице
производим расчет максимального усилия растяжения и сжатия в каждом стержне.
Принимаем
марку стали ВСт3пс6–10 мм табл. 50 [1]; группа 2
Rуn = 245 мПа; Run = 370 мПа; Rу = 240 мПа; Ru = 240 мПа табл. 51 [1]
Подбор
сечений сжатых стержней начинается с определения требуемой площади:
где N
– расчетное сжимающее усилие, действующее в стержне, кН (табл. 2);
гс =0,9 – коэффициент
условий работы (табл. 6/1/); ц =0,99 – коэффициент продольного
изгиба, определяется по табл. 72/1/ в зависимости от гибкости стержня л.
В первом
приближении коэффициент ц можно определить по заданной гибкости:
·
для
поясов легких ферм л = 60ч80.
·
для
решетки легких ферм л=100ч120.
По полученной
требуемой площади по сортаменту подбирается подходящий профиль с условием Ax
≥ Aтр. Из сортамента выписываются основные
геометрические характеристики сечения: Ax, ix; iy,
результаты заносятся в таблицу 3.
Требуемая
площадь сечения растянутого стержня определяется из условия прочности по
формуле:
где N
– расчетное растягивающее усилие, действующее в стержне (табл. 2), кН; гс
– коэффициент условий работы (табл. 6/1/).
По требуемой
площади по сортаменту подбирается подходящий профиль с условием Аx
≥ Атр. Из сортамента выписываются основные
геометрические характеристики сечения: Аx, ix,
iу, результаты заносятся в таблицу 3.
По полученным
усилиям подбираем сечения растянутых и сжатых стержней, производим проверки
прочности для сжатых стержней:
для
растянутых стержней:
проверка жесткости:
лx(y)=lx(y)/ix(y)≤[л].
2.5
Конструирование и расчет узлов ферм
Для
построения узлов фермы и определения габаритов фасонок определяем длины
сварных, соединяющих стержни.
Назначаем
характеристики швов:
Сварка
полуавтоматическая. Сварочная проволока Св 08. Расчетные характеристики
сварного углового шва:
Rw¦=180 МПа – табл. 56/1/; gw¦=1 – п. 11.2/1/; gс=1,1 – табл. 6/1/; b¦=0,7 – табл. 34;
Rwz=0,45Run=0,45×370=166.5 МПа – табл. 3/1/; gс=1,1 – табл. 6/1/; gwz=1-п. 11.2/1/; bz=1 – табл. 34;
Принимаем k¦=5 мм (табл. 38).
Для расчета
принимается максимальная длина.
Полная длина
сварного шва состоит из шва на обушке и шва на пере
где ; – длина
сварного шва соответственно на обушке и на пере.
Длина шва на
обушке и на пере определяется из равенства статических моментов относительно
центра тяжести сечения создаваемых швом на обушке и швом на пере.
,
конструктивный
ферма стропильный стержень
где h – высота сечения
стержня; z0 – расстояние от обушка до центра тяжести
сечения.
Расчетные
характеристики сварного углового шва:
разрушение по
металлу шва
разрушение по
границе сплавления:
Длина
сварного шва определяется из выражения:
;
Полученные
длины сварных швов приведены в таблице 4 «Расчетные длины сварных швов»
Таблица 4.
Расчет длины сварных швов
№Стерж |
Nmax |
LwО |
LwП |
Lw |
Верхний пояс |
А-1 |
40 |
43,5 |
14,5 |
58 |
Б-2 |
39.16 |
43 |
14 |
57 |
В-5 |
-93.18 |
101 |
34 |
135 |
Г-6 |
-94 |
102 |
34 |
136 |
Д-8 |
-171.8 |
186 |
62 |
248 |
Е-9 |
-171.5 |
186 |
62 |
248 |
Ё-11 |
-203.56 |
220 |
74 |
294 |
Ж-12 |
-162.5 |
176 |
59 |
235 |
З-14 |
-162.5 |
176 |
59 |
235 |
И-15 |
-162.5 |
176 |
59 |
235 |
К-17 |
-162.5 |
176 |
59 |
235 |
Л-18 |
-170.54 |
184 |
62 |
246 |
М-20 |
-93.18 |
101 |
34 |
135 |
Н-21 |
-93.18 |
101 |
34 |
135 |
О-24 |
37 |
40 |
14 |
54 |
П-25 |
37 |
40 |
14 |
54 |
Нижний пояс |
1-Т |
-35.44 |
38 |
13 |
51 |
З-Т |
-74.336 |
80 |
27 |
107 |
4-С |
-74.336 |
80 |
27 |
107 |
7-С |
159.4 |
172 |
58 |
230 |
10-С |
178.73 |
193 |
65 |
258 |
13-С |
151.87 |
164 |
55 |
219 |
16-С |
168.53 |
182 |
61 |
243 |
19-С |
145.2 |
158 |
52 |
210 |
22-С |
-96.3 |
104 |
35 |
139 |
23-Р |
-96.3 |
104 |
35 |
139 |
25-Р |
-35.44 |
38 |
13 |
51 |
Раскосы |
5–4 |
185 |
200 |
67 |
267 |
3–2 |
46.44 |
50 |
17 |
67 |
8–7 |
29 |
31 |
11 |
42 |
7–6 |
-79.63 |
86 |
29 |
115 |
11–10 |
-19.7 |
22 |
7 |
29 |
10–9 |
-24.54 |
27 |
9 |
36 |
14–13 |
36 |
39 |
13 |
52 |
13–12 |
38.9 |
42 |
14 |
56 |
17–16 |
-7.07 |
7 |
3 |
10 |
16–15 |
-17.9 |
19 |
7 |
26 |
20–19 |
-76.45 |
82 |
28 |
110 |
19–18 |
28.66 |
31 |
11 |
42 |
24–23 |
42.66 |
104 |
35 |
139 |
22–21 |
179.9 |
195 |
65 |
260 |
Стойки |
2–1 |
-19.41 |
21 |
7 |
28 |
4–3 |
-147.7 |
160 |
53 |
213 |
6–5 |
-19.41 |
21 |
7 |
28 |
9–8 |
-18.26 |
19 |
7 |
26 |
12–11 |
-19.41 |
21 |
7 |
28 |
15–14 |
-17.7 |
19 |
7 |
26 |
18–17 |
-17.7 |
19 |
7 |
26 |
21–20 |
-17.7 |
19 |
7 |
26 |
23–22 |
-141.76 |
154 |
51 |
205 |
25–24 |
-17,72 |
19 |
7 |
26 |
Минимальная длина
шва 50 мм
2.5 Узлы
фермы
Для избежания
дополнительных усилий необходимо центрировать стержни в узлах по осям,
проходящим через их центры тяжести с округлением до 5 мм. Для уменьшения
действия сварочных напряжений стержни решетки не доводят до поясов на расстояние:
а=6t+20 = 56 мм, а≤80 мм
·
где t = 6 мм – толщина фасонки. минимальная длина
нахлеста 5t=5*6=30, где t – максимальная толщина
фасонки либо полки уголка.
Литература
1. СНиП II – 23 – 81. Стальные
конструкции. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 96 с.
2. СНиП 2.01.07 – 85.
Нагрузки и воздействия. Госстрой СССР. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988. – 36 с.
3. Металлические
конструкции. Общий курс: Учебник для вузов / Е.И. Беленя, В.А. Балдин,
Г.С. Ведерников и др.; Под общей редакцией Е.И. Беленя. – 6-е
изд., перераб. И доп. – М.: Стройиздат, 1986. – 560 с.
4. Металлические конструкции.
В 3-х т. Т. 1. Элементы конструкций: Учеб. Пособие для строит. Вузов / В.В. Горев,
Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева. – М.:
Высш. Шк. 1997. – 527 с.
5. Металлические
конструкции. В 3-х т. Т.2 Конструкции зданий: Учеб. Пособие для строит. Вузов/ В.В. Горев,
Б.Ю. Уваров, В.В. Филиппов и др.; Под ред. В.В. Горева. – М.:
Высш. Шк. 1999. – 528 с.
6. Расчет стальных
конструкций: Справ. пособие / Я.М. Лихтарников, Д.В. Ладыжский, В.М. Клыков.
– 2-е изд., перераб. И доп. – Киев: Будивельник, 1984. – 386 с.
7. Справочник проектировщика
промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений. Расчетно-теоретический.
В 2-х т. Т. 1 /Под ред. А.А. Уманского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М:
Стройиздат, 1972. –600 с.
|